用于修改眼科鏡片表面的屈光功能的方法與流程
本發(fā)明涉及一種由計算機裝置實施的、用于修改初始眼科鏡片表面的初始屈光功能以便制造眼科鏡片的方法。
對本發(fā)明的背景的討論包括于此以解釋本發(fā)明的上下文。這不得當作是承認所引用的任何材料被公開、已知或者是權利要求書中的任一項權利要求的優(yōu)先權日下的公共常識的一部分。
通常，需要佩戴眼鏡并因此具有眼科醫(yī)師開出的處方的人會去眼鏡師的商店。眼鏡師訂購與佩戴者處方相對應的一副光學鏡片。
發(fā)送至眼鏡師的那副光學鏡片是根據光學標準設計和制造的。
在眼科鏡片領域中多項最近改進已經允許提供定制的光學鏡片，這種定制超出了佩戴者處方。當設計和制造該副眼科鏡片時可以考慮除了佩戴者處方以外更進一步的參數。
為了滿足佩戴者的新要求或規(guī)格，通常使用根據分割/定制的設置來優(yōu)化光學鏡片的方法。因此，在鏡片供應商想要實施產品定制時，他需要計算在優(yōu)化光學鏡片時用來產生光學功能的一組新的“光學設計目標”。
這種方法具有不容易可轉換成每個光學設計或產品的缺點。的確，這樣的方法需要優(yōu)化與現有產品一樣多的光學設計。
因此，需要一種用于對與佩戴者的給定需要相適配的光學設計實施“有效”改變、而無需對每種設計進行重復作業(yè)(設計時間)和優(yōu)化時間的方法。
本發(fā)明的目標是提供這樣一種方法。
為此，本發(fā)明提出了一種例如計算機裝置實施的、修改初始眼科鏡片表面的初始屈光功能以便制造眼科鏡片的方法，該方法包括：
-初始表面提供步驟，在該步驟過程中，提供與第一坐標系相關聯的初始表面sini，所述初始表面sini包括多個表面點p1，每個表面點p1具有平均球鏡sph(p1)和柱鏡cyl(p1)，每個初始表面sini提供所述初始屈光功能，
-修改表面選擇步驟，在該步驟過程中，選擇n個非零修改表面smod1、…、smodn，所述修改表面smod1、…、smodn與第二坐標系相關聯，該修改表面smodi包括多個表面點pi1、…pij、…、pimi，每個表面點pij具有平均球鏡sph(pij)和柱鏡cyl(pij)，n、i、j、mi是整數，其中n≥1，1≤i≤n，1≤j≤mi并且mi≥1，
-定向步驟，在該步驟過程中，確定該第一坐標系和該第二坐標系的相對位置和定向，
-組合步驟，在該步驟過程中，根據以下表達式：
其中，歸一化修改表面snmodi的歸一化球鏡值sph’smodi的歸一化球鏡標準偏差小于或等于0.2，其中：
該歸一化修改表面snmodi與最佳復球面表面已經被減去的修改表面smodi相對應，并且
該歸一化修改表面snmodi上在smodi的具有坐標(x，y，z)的點pij處的歸一化球鏡值為：
sphnsmod,i(x,y)是該歸一化修改表面snmodi上在snmodi的具有坐標(x，y)的點處的球鏡，
max(sphnsmod,i)是該歸一化修改表面snmodi上的最大球鏡值，
min(sphnsmod,i)是該歸一化修改表面snmodi上的最小球鏡值，
αi是非零加權系數。
有利的是，低標準偏差是指這些值(經修改的設計)非?？拷骄怠Q言之，該修改表面在整個表面上均勻地影響初始設計。因此，該修改表面使該初始表面略微地變形。實際上，其在此意味著該初始設計的修改局限于該初始表面的一小部分，其余部分不變。
根據本發(fā)明的方法提出了n個修改表面，這些修改表面與初始表面相組合以便定制該光學鏡片的光學功能。
這些修改表面中的每個修改表面或特定組合允許在添加至該初始表面時將特定光學功能添加至該初始光學功能。
可以在以下各處實施根據本發(fā)明的方法：
-在該光學鏡片的優(yōu)化過程中在鏡片設計者側，或
-在鏡片制造商，例如通過修改制造數據。
有利的是，根據本發(fā)明的方法允許：
-在定制該設計時節(jié)約時間，僅有幾個修改表面需要被優(yōu)化，
-定制和分割的靈活性在實驗室變成真正的選擇計算，的確，根據本發(fā)明的方法允許向初始表面簡單地添加修改表面。
根據可以單獨或組合地進行考慮的進一步的實施例：
-歸一化修改表面snmodi的歸一化球鏡值sph’smodi的歸一化球鏡標準偏差小于或等于0.15；和/或
-這些歸一化球鏡值sph’i沿著該歸一化修改表面的中心線的標準偏差小于或等于0.3、優(yōu)選地小于或等于0.2、更優(yōu)選地小于或等于0.1；和/或
-該歸一化修改表面snmodi的、具有小于0.2的歸一化球鏡值sph’i的區(qū)域小于該歸一化修改表面snmodi的總表面積的25％、優(yōu)選地小于該歸一化修改表面snmodi的總表面積的15％；和/或
-該歸一化修改表面snmodi的、具有大于0.6的歸一化柱鏡值cyl’smodi的區(qū)域小于該歸一化修改表面snmodi的總表面積的25％、優(yōu)選地小于該歸一化修改表面snmodi的總表面積的15％，其中，該歸一化修改表面上在smodi的具有坐標(x，y，z)的點pij處的歸一化柱鏡值是：
cylnsmod,i(x,y,z)是該歸一化修改表面snmodi上在snmodi的具有坐標(x,y)的點處的柱鏡，
max(cylnsmod,i)是該歸一化修改表面snmodi上的最大球鏡值，
min(cylnsmod,i)是該歸一化修改表面snmodi上的最小球鏡值；和/或
-該歸一化修改表面snmodi上的歸一化柱鏡cyl’smodi的平均值小于或等于0.35、優(yōu)選地小于或等于0.3；和/或
-該第一坐標系包括原點，其中該歸一化修改表面是snmodi是被視為具有60mm直徑、以該初始坐標系的原點為中心的圓盤來計算的；和/或
-該初始坐標系的原點在該眼科鏡片是單光鏡片時位于該鏡片的光學中心、或者在該眼科鏡片是多焦點鏡片時位于微型雕刻物的中間；和/或
-在該組合步驟過程中，復球面表面進一步被添加至該初始表面sini以獲得該經功能化的眼科鏡片表面；和/或
-該方法進一步包括加權系數確定步驟，在該步驟過程中，基于該眼科鏡片的佩戴者參數來確定該加權系數αi的值；和/或
-該眼科鏡片是漸進式鏡片；和/或
-所述眼科鏡片包括遠視力控制點和近視力控制點，其中，
-對于該表面sigma的位于近控制點附近的任何表面點而言，平均球鏡和柱鏡使得sph(p3)<0.12并且cyl(p3)<0.12。
本發(fā)明進一步涉及一種制造眼科鏡片的方法，該方法至少包括：
-眼科鏡片確定步驟，在該步驟過程中，確定該眼科鏡片的表面并且確定這些眼科鏡片表面的相對位置，
-機加工步驟，在該步驟過程中，制造該眼科鏡片，
其中，在該眼科鏡片確定步驟過程中，根據本發(fā)明的方法修改這些眼科鏡片表面中的至少一個表面的屈光功能。
本發(fā)明還涉及一種被適配成用于實施根據本發(fā)明的方法的眼科鏡片計算設備，該計算設備包括：
-訂單請求接收裝置，該訂單請求接收裝置被適配成用于接收眼科鏡片訂單請求，該訂單請求至少包括佩戴者的眼科處方以及要給所述眼科鏡片添加的至少一個額外功能，
-初始表面確定裝置，該初始表面確定裝置被適配成用于基于該訂單請求來確定該初始表面sini并且確定眼科鏡片的相對位置，
-修改表面提供裝置，該修改表面提供裝置被適配成用于提供至少一個修改表面smodi以及至少一個非零加權系數αi，該至少一個非零加權系數與要給所述眼科鏡片添加的該至少一個希望的額外功能相對應，
-計算裝置，該計算裝置被適配成用于將該初始表面sini和該至少一個修改表面smodi進行組合。
根據本發(fā)明的眼科鏡片計算設備可以進一步包括通信裝置，該通信裝置被適配成用于與至少一個遠程實體通信以提供該修改表面smodi和/或該對應的加權系數αi。
本發(fā)明進一步涉及一種被適配成用于矯正佩戴者視力的眼科鏡片，該眼科鏡片具有第一表面和第二表面的眼科鏡片，該第一表面被適配成在該佩戴者佩戴該鏡片時被定位成最靠近該佩戴者的眼睛，所述眼科鏡片包括：
-具有第一屈光力的遠視力區(qū)域；
-具有第二屈光力的近視力區(qū)域；以及
-中間區(qū)域，該中間區(qū)域連接該遠視力區(qū)域和該近視力區(qū)域并且具有逐漸變化的屈光力，
其中，該第一或第二表面的表面sini是包括漸進式表面的復合表面，該表面sini提供初始屈光功能，并且
其中，該表面sini進一步包括至少一個修改表面smodi，
其中，歸一化修改表面snmodi的歸一化球鏡值sph’smodi的歸一化球鏡標準偏差小于或等于0.2，其中：
該歸一化修改表面snmodi與最佳復球面表面已經被減去的修改表面smodi相對應，并且
該歸一化修改表面snmodi上在smodi的具有坐標(x，y，z)的點pij處的歸一化球鏡值為：
sphnsmod,i(x,y)是該歸一化修改表面snmodi上在snmodi的具有坐標(x，y)的點處的球鏡，
max(sphnsmod,i)是該歸一化修改表面snmodi上的最大球鏡值，
min(sphnsmod,i)是該歸一化修改表面snmodi上的最小球鏡值。
根據進一步的方面，本發(fā)明涉及一種包括一個或多個存儲的指令序列的計算機程序產品，該一個或多個存儲的指令序列可由處理器存取并且當由該處理器執(zhí)行時致使該處理器實施根據本發(fā)明的方法的步驟。
本發(fā)明進一步涉及一種計算機可讀介質，該計算機可讀介質承載了根據本發(fā)明的計算機程序產品的一個或多個指令序列。
此外，本發(fā)明涉及一種使計算機執(zhí)行本發(fā)明的方法的程序。
本發(fā)明進一步涉及一種其上記錄有程序的計算機可讀存儲介質；其中，該程序使計算機執(zhí)行本發(fā)明的方法。
本發(fā)明進一步涉及一種包括處理器的裝置，該處理器被適配成用于存儲一個或多個指令序列并且實施根據本發(fā)明的方法的這些步驟中的至少一個步驟。
除非另有具體規(guī)定，從以下討論中明顯的是，將認識到貫穿本說明書，使用了如“計算”、“運算”等術語的討論是指計算機或計算系統(tǒng)或類似的電子計算裝置的動作和/或過程，該動作和/或過程對于在該計算系統(tǒng)的寄存器和/或存儲器內表示為物理(如電子)量的數據進行操縱和/或將其轉換成在該計算系統(tǒng)的存儲器、寄存器或其他此類信息存儲、傳輸或顯示設備內類似地表示為物理量的其他數據。
本發(fā)明的實施例可以包括用來執(zhí)行在此所述操作的設備。此設備可以是為所期望的目的而專門構建的，或此設備可以包括通用計算機或被儲存在計算機中的計算機程序選擇性地激活或重新配置的數字信號處理器(“dsp”)。這種計算機程序可以存儲在計算機可讀存儲介質中，如但不限于任何類型的磁盤，包括軟盤、光盤、cd-rom、磁光盤、只讀存儲器(rom)、隨機存取存儲器(ram)、電可編程只讀存儲器(eprom)、電可擦除可編程只讀存儲器(eeprom)、磁性或光學卡，或任何其他類型的適合于存儲電子指令并且能夠耦聯到計算機系統(tǒng)總線上的介質。
現將僅以示例方式并且參考以下附圖對本發(fā)明的實施例進行描述，在附圖中：
●圖1是光學鏡片的總體輪廓圖，
●圖2展示了在tabo慣例中的鏡片的散光軸線γ；
●圖3展示了在用于表征非球面的慣例中的柱鏡軸線γax；
●圖4示出了沿著任何軸線的局部球鏡；
●圖5和圖6a分別為帶有微標記的表面和為不帶有微標記的表面示出了關于微標記定義的參考系；
●圖6b和圖6c概略地示出了眼睛和鏡片的光學系統(tǒng)；
●圖6d示出了自眼睛轉動中心開始的光線追蹤；
●圖7是根據本發(fā)明的修改屈光功能的方法的不同步驟的流程圖，
●圖8是根據本發(fā)明的制造眼科鏡片的方法的不同步驟的流程圖，
●圖9a和圖9b是根據本發(fā)明的計算設備的示意圖，
●圖10至圖36展示了實施根據本發(fā)明的方法的實例。
附圖中的元件僅是為了簡潔和清晰而展示的，并且不一定是按比例繪制的。例如，圖中的一些元件的尺寸可以相對于其他尺寸被放大，以便幫助提高對本發(fā)明的實施例的理解。
在本發(fā)明的意義上，“表面設計”指定允許限定眼科鏡片或光學鏡片構件的面的表面的參數集合。例如，表面設計可以包括眼科鏡片或光學鏡片構件的面的表面的表面方程、位置和定向，如在參考系中限定的方程、位置和定向。
在本發(fā)明的上下文中，術語“光學鏡片構件”可以指鏡片毛坯、或半成品鏡片。
在本發(fā)明的上下文中，術語“眼科鏡片”可以指代未切割的鏡片、半成品鏡片、或適合于佩戴者的眼鏡片。
如在圖1中所表示的，眼科鏡片1具有第一光學面f1和第二光學面f2。該第一光學面和該第二光學面通過外周邊表面2連接。
在該第一與第二光學面之間，構成了通常是均勻的折射透明介質。鏡片可以是成品眼鏡鏡片，其兩個面f1和f2具有限定的形狀。
該第一和第二面中的至少一個面包括相關光學區(qū)，該相關光學區(qū)至少包括：
-遠視力控制點fv，
-近視力控制點nv，
-主線m，該主線從該相關光學區(qū)的一端開始在該相關光學區(qū)的對端結束并且穿過該遠視力控制點和近視力控制點。
一種漸進式鏡片包括至少一個但優(yōu)選地兩個非旋轉對稱的非球面表面，例如但不限于漸進表面、回歸表面、復曲面或非復曲面表面。
如已知的是，非球面表面上的任一點處的最小曲率curvmin由以下公式來定義：
其中，rmax為局部最大曲率半徑，用米來表示，并且curvmin用屈光度來表示。
類似地，非球面表面上的任一點處的最大曲率curvmax可以由以下公式來定義：
其中，rmin為局部最小曲率半徑，用米來表示，并且curvmax用屈光度來表示。
可以注意到，當表面局部為球面時，局部最小曲率半徑rmin和局部最大曲率半徑rmax是相同的，并且相應地，最小和最大曲率curvmin和curvmax也是完全相同的。當表面是非球面時，局部最小曲率半徑rmin和局部最大曲率半徑rmax是不同的。
根據最小曲率curvmin和最大曲率curvmax的這些表達式，標記為sphmin和sphmax的最小球鏡和最大球鏡可以根據所考慮的表面類型來推斷。
當所考慮的表面是物體側表面(又稱為前表面)時，這些表達式如下：
其中，n為鏡片的成分材料的指數。
如果所考慮的表面是眼球側表面(也稱為后表面)時，這些表達式如下：
其中，n為鏡片的成分材料的指數。
如熟知的，在非球面表面上的任一點處的平均球鏡sphmean也可以通過下公式來定義：
因此，平均球鏡的表示取決于所考慮的表面：
-如果該表面是物體側表面，那么
-如果該表面是眼球側表面，那么
-柱鏡cyl也用公式cyl＝|sphmax-sphmin|來定義。
鏡片的任何非球面的特性可以借助于局部平均球鏡和柱鏡來表示。
對于非球面表面而言，可以進一步定義局部柱鏡軸線γax。圖2展示了如在tabo慣例中定義的散光軸線γ，而圖3展示了被定義成用于表征非球面表面的慣例中的柱鏡軸線γax。
柱鏡軸線γax為最大曲率curvmax的定向相對于參考軸線并且在所選擇的旋轉方向上的角度。在以上定義的慣例中，參考軸線是水平的(此參考軸線的角度為0°)并且該旋轉方向在看向佩戴者時對于每一只眼而言是逆時針的(0°≤γax≤180°)。因此，+45°的柱鏡軸線γax的軸線值表示一條傾斜定向的軸線，在看向佩戴者時，該軸線從位于右上方的象限延伸到位于左下方的象限。
此外，基于對局部柱鏡軸線γax的值的了解，高斯公式能夠表示沿著任何軸線θ的局部球鏡sph，θ為圖3中定義的參考系中的一個給定角度。圖4中示出了軸線θ。
sph(θ)＝sphmaxcos2(θ-γax)+sphminsin2(θ-γax)
如所預期的，當使用高斯公式時，sph(γax)＝sphmax并且sph(γax+90°)＝sphmin。
高斯公式還可以用曲率的方式來表示，使得沿著每條軸線的曲率curv與水平軸線形成角度θ，如下：
curv(θ)＝curvmaxcos2(θ-γax)+curvminsin2(θ-γax)
因此，表面可以局部由一個三元組來定義，該三元組由最大球鏡sphmax、最小球鏡sphmin和柱鏡軸線γax構成?？商娲?，該三元組可以由平均球鏡sphmean、柱鏡cyl和柱鏡軸線γax構成。
每當鏡片特征在于參考其非球面表面之一時，如在圖5和圖6中所示，分別為帶有微標記的表面和為不帶有微標記的表面定義了關于微標記的參考。
漸進式鏡片包括已經被協調標準iso8980-2作成強制性的微標記。還可以在鏡片的表面上應用臨時標記，從而指示鏡片上的屈光度測量位置(有時被稱為控制點)(如針對遠視力fv和針對近視力nv)，例如棱鏡參考點o以及裝配十字fc，如在圖1中示意性地表示的。應當理解，在此由術語遠視力控制點和近視力控制點所指的可以是包括在鏡片的第一表面上的由鏡片制造商分別提供的fv和nv臨時標記的正交投影中的點中的任何一個點。如果沒有臨時標記或者其已經被清除，技術人員始終可以通過使用安裝圖紙和永久性微標記在鏡片上定位這種控制點。
這些微標記還使得可以定義該鏡片的兩個表面的坐標系。
圖5展示了帶有微標記的表面的坐標系。該表面的中心(x＝0，y＝0)為該表面的這樣一個點：在該點上，該表面的法線n與連接這兩個微標記的線段的中心相交。mg為這兩個微標記定義的共線單一向量。參考系的向量z等于單一法線(z＝n)；參考系的向量y等于z與mg的向量乘積；參考系的向量x等于y與z的向量乘積。{x，y，z}由此形成一個直接標準正交三面形。該參考系的中心為該表面的中心x＝0mm，y＝0mm。x軸為水平軸線并且y軸為豎直軸線，如圖3所示。
圖6a展示了與帶有微標記的表面相反的表面的坐標系。此第二表面的中心(x＝0，y＝0)為與連接該第一表面上的兩個微標記的區(qū)段的中心相交的法線n與該第二表面相交所在的點。以與該第一表面的參考系相同的方式構建該第二表面的參考系，即，向量z等于該第二表面的單一法線；向量y等于z與mg的向量乘積；向量x等于y與z的向量乘積。至于第一表面，x軸為水平軸線并且y軸為垂直軸線，如圖3所示。該表面的參考系的中心也為x＝0mm，y＝0mm。
類似地，在半成品鏡片毛坯上，標準iso10322-2要求應用微標記。因此可以與如上所述的參考系一樣良好地確定半成品鏡片毛坯的非球面表面的中心。
此外，考慮到佩戴鏡片的人的狀況，漸進式多焦點鏡片還可由光學特性限定。
圖6b和圖6c是眼睛和鏡片的光學系統(tǒng)的圖示，從而示出了在說明書中使用的定義。更精確地，圖6b表示這種系統(tǒng)的透視圖，展示了用于定義注視方向的參數α和β。圖6c是平行于佩戴者頭部的前后軸線的豎直平面圖，并且在當參數β等于0時的情況下該豎直平面穿過眼睛轉動中心。
將眼睛轉動中心標記為q’。圖6c上以點劃線示出的軸線q’f’是穿過眼睛的轉動中心并且在佩戴者前方延伸的水平軸線，即對應于主注視視角的軸線q’f’。此軸線在稱為裝配十字的一個點上切割鏡片的非球面表面，該裝配十字出現在鏡片上以使眼鏡師能夠將鏡片定位在鏡架中。鏡片的后表面與軸線q’f’的相交點是點o。如果o位于后表面上，它可以是裝配十字。具有中心q’和半徑q’的頂點球面，在水平軸線的一點上與鏡片的后表面相切。作為示例，25.5mm的半徑q’的值對應于一個常用值，并且在佩戴鏡片時提供令人滿意的結果。
給定注視方向—圖6b中的實線所表示—對應于眼睛繞著q’轉動的位置和頂點球鏡的點j；角β是在軸線q’f’與直線q’j在包括軸線q’f’的水平平面上的投影之間形成的角；這個角出現在圖7的示意圖上。角α是在軸線q’j與直線q’j在包括軸線q’f’的水平平面上的投影之間形成的角；這個角出現在圖6b和圖6c的示意圖上。一個給定的注視視野因此對應于頂點球鏡的點j或者對應于一對(α，β)。如果下降注視角的值為正并且越大，則注視下降越大；并且如果該值為負并且越大，則注視上升越大。
在給定的注視方向上，在物體空間中位于給定物距處的點m的圖像形成在對應于最小距離js和最大距離jt的兩個點s與t之間，該最小距離和最大距離將是矢狀局部焦距和切向局部焦距。在點f’處形成了無窮遠處的物體空間中一點的圖像。距離d對應于鏡片的后正平面。
工作視景(ergorama)是使一個物點的通常距離關聯于每一個注視方向的函數。典型地，在遵循主注視方向的遠視覺中，物點處于無窮遠處。在遵循基本上對應于在朝向鼻部側的絕對值為約35°的角α和約5°的角β的注視方向的近視中，物距大約為30cm到50cm。為了了解關于工作視景的可能定義的更多細節(jié)，可以考慮美國專利us-a-6,318,859。該文獻描述了工作視景、其定義及其建模方法。對于本發(fā)明的方法而言，點可以處于無窮遠處或不處于無窮遠處。工作視景可以是佩戴者的屈光不正的函數。
使用這些元素可以在每一個注視方向上定義佩戴者的光學屈光力和散光。針對注視方向(α，β)來考慮在物距處的物點m。在物體空間中在對應光線上針對點m將物體接近度proxo定義為頂點球面的點m與點j之間的距離mj的倒數：
proxo＝1/mj
這使得能夠在針對頂點球面的所有點的一種薄鏡片近似內計算物體接近度。對于真實鏡片而言，物體接近度可以被視為物點與鏡片的前表面之間的在對應光線上的距離的倒數。
對于同一注視方向(α，β)而言，具有給定物體接近度的點m的圖像形成于分別對應于最小焦距和最大焦距(其將是矢狀焦距和切向焦距)的兩個點s與t之間。量proxi稱為點m的圖像接近度：
通過用一個薄鏡片的情況類推，因此針對一個給定注視方向和一個給定物體接近度，即，針對物體空間在對應光線上的一點，可以將光學屈光力pui定義為圖像接近度與物體接近度之和。
pui＝proxo+proxi
借助于相同的符號，針對每個注視方向和一個給定物體接近度，將散光ast定義為：
此定義對應于由鏡片產生的一條光束的散光?？梢宰⒁獾?，該定義在主凝視方向上給出了散光的典型值。通常被稱為軸線的散光角是角γ。角γ是在與眼睛關聯的參考系{q’，xm，ym，zm}中測量的。它對應于借以形成圖像s或t的角，該角取決于相對于平面{q’，zm，ym}中的方向zm所使用的慣例。
在佩戴條件中，鏡片的光學屈光力和散光的可能定義因此可以如b.bourdoncle等人的論文中所闡釋那樣計算，該論文的題目為“通過漸進式眼科鏡片的光線追蹤(raytracingthroughprogressiveophthalmiclenses)”(1990年國際鏡片設計會議，d.t.moore編，英國光電光學儀器學會會議記錄)。
標準或一般的佩戴條件應當理解為鏡片相對于標準佩戴者的眼睛的位置，尤其通過與主觀看方向相交的裝配十字(cm)、眼睛的轉動中心與該眼科鏡片的第一主表面之間的距離是25.5mm、全景角是8°并且包角是0°來定義。
該全視角是眼鏡片的光軸與處于主位置的眼睛的視軸之間在豎直平面中的角，通常被視為是水平的。
該包角是眼科鏡片的光軸與處于主位置的眼睛的視軸之間在水平平面中的角，通常被視為是水平的。
可以使用其他條件?？梢詮挠糜诮o定鏡片的光線跟蹤程序來計算佩戴條件。此外，可以計算光學焦度和散光，使得針對在這些佩戴條件中佩戴眼鏡的一位佩戴者在參考點(即，遠視中的控制點)處滿足處方或者通過一個前聚焦計來測得處方。
圖6d展現了一種配置的透視圖，其中參數α和β非零。因此，可以通過示出固定參考系{x，y，z}和與眼睛關聯的參考系{xm，ym，zm}來展示眼睛的轉動的影響。參考系{x，y，z}的原點在點q’處。x軸是q’o軸，并且是從鏡片朝向眼睛定向。y軸是豎直的并且向上定向。z軸使得參考系{x，y，z}是正交且直接的。參考系{xm，ym，zm}關聯于眼睛，并且其中心是點q’。xm軸對應于注視方向jq’。因此，對于主注視方向而言，這兩個參考系{x，y，z}和{xm，ym，zm}是相同的。已知的是，鏡片的性質可以用若干不同的方式表示，并且值得注意的是，用表面和光學方式表示。因此，表面表征等效于光學表征。在毛坯的情況下，只可以使用表面表征。需理解，光學表征要求根據佩戴者的處方來對鏡片進行機加工。相比之下，在眼科鏡片的情況下，該表征可以是表面類型或光學類型，這兩種表征能用兩個不同視點描述同一物體。每當鏡片的表征為光學類型時，它指代工作視景眼科鏡片系統(tǒng)。為了簡單，術語‘鏡片’用于本說明書中，但是須被理解為‘工作視景眼鏡片系統(tǒng)’。表面項的值可以相對于各點來表示。各點借助于上文關于圖3、圖5和圖6a所定義的某一參考系中的橫坐標或縱坐標來定位。
光學項中的值可針對注視方向來表示。注視方向通常是由它們的降低程度以及原點在眼睛轉動中心的參考系中的方位角來給定。當鏡片被安裝在眼睛前方時，對于主注視方向而言，稱為裝配十字的點被置于眼睛的瞳孔前面或眼睛轉動中心q’前面。該主注視方向對應于佩戴者正直視前方的情形。在所選擇的參考系中，不論裝配十字定位在鏡片的哪個表面(后表面或前表面)，該裝配十字因此對應于0°的降低角α和0°的方位角β。
以上參考圖6b至圖6d所作的描述是針對中央視覺給出的。在周邊視覺中，由于凝視方向固定，因此瞳孔的中心取代眼睛的轉動中心而被考慮并且周邊光線方向取代凝視方向而被考慮。當考慮周邊視覺時，角α和角β對應于光線方向，而非凝視方向。
在該描述的剩余部分，可以使用術語如《向上》、《底部》、《水平》、《垂直》、《以上》、《以下》、《前》、《后》，或其他指示相對位置的字。在鏡片的佩戴條件下理解這些術語。
值得注意地，鏡片的“上”部分對應于負降低角α<0°以及鏡片的“下”部分對應于正降低角α>0°。類似地，鏡片的或半成品鏡片毛坯的表面的“上”部分對應于沿y軸的正值，并且優(yōu)選地對應于沿y軸的大于該裝配十字處的y值的值，并且鏡片的或半成品鏡片毛坯的表面的“下”部分對應于沿如以上關于圖3、圖6a和6b定義的參考系內的y軸的負值，并且優(yōu)選地對應于沿y軸的小于該裝配十字處的y值的值。
本發(fā)明涉及一種例如由計算機裝置實施的、用于修改初始眼科鏡片表面的初始屈光功能以便制造眼科鏡片的方法。
如在圖7上所展示的，該方法至少包括：
-初始表面提供步驟s1，
-修改表面選擇步驟s2，
-定向步驟s3，以及
-組合步驟s4。
在初始表面提供步驟s1過程中，提供與第一坐標系相關聯的初始表面sini。初始表面sini包括多個表面點p1，每個表面點p1具有平均球鏡sph(p1)和柱鏡cyl(p1)。
該初始表面sini具有初始屈光功能。
有待制造的眼科鏡片可以是單光眼科鏡片。當有待制造的眼科鏡片是單光鏡片時，第一坐標系的原點優(yōu)選地位于鏡片的光學中心上。
根據本發(fā)明的另外的實施例，有待制造的眼科鏡片可以是多焦點眼科鏡片或漸進式眼科鏡片。當有待制造的眼科鏡片是多焦點眼科鏡片時，第一坐標系的原點優(yōu)選地位于微型雕刻物的中間，如圖5上所示。
在修改表面選擇步驟s2過程中，選擇n個非零修改表面smod1、…、smodn。這些修改表面smod1、…、smodn與第二坐標系相關聯。
每個修改表面smodi包括多個表面點pi1、…pij、…、pimi，每個表面點pij具有平均球鏡sph(pij)和柱鏡cyl(pij)，n、i、j、mi是整數，其中n≥1，1≤i≤n，1≤j≤mi并且mi≥1。
針對這些修改表面smodi中的每一個表面，可以限定所謂的“歸一化修改表面”snmodi。歸一化修改表面snmodi對應于最佳復球面表面已經被減去的修改表面smodi。
在本發(fā)明的意義上，“最佳復球面表面”是在控制點處與修改表面最佳匹配的表面。該表面的控制點被定義為該表面的、與使用所述表面獲得的眼科鏡片的控制點相對應的點。
針對光學鏡片，控制點一般是要保證佩戴者的眼科處方的點，在很多時候為遠視力點或近視力點。
根據本發(fā)明的實施例，該歸一化修改表面是被視為直徑為60mm、以第一坐標系的原點為中心的圓盤來計算的，該第一坐標系與在初始表面提供步驟s1過程中提供的初始表面相關聯。
針對每個歸一化修改表面snmodi，可以定義歸一化球鏡值sph’smodi。歸一化球鏡值sph’smodi在snmodi的具有坐標(x，y)的點pij處被定義為：
sphnsmod,i(x,y)是該歸一化修改表面snmodi上在snmodi的具有坐標(x，y)的點處的球鏡，
max(sphnsmod,i)是該歸一化修改表面snmodi上的最大球鏡值，
min(sphnsmod,i)是該歸一化修改表面snmodi上的最小球鏡值。
根據本發(fā)明，在修改選擇步驟過程中，針對所選擇的修改表面smodi中的每一個表面，這些歸一化修改表面snmodi的歸一化球鏡值sph’smodi的歸一化球鏡標準偏差小于或等于0.2、優(yōu)選地小于或等于0.15。
有利的是，選擇具有這些歸一化修改表面snmodi的歸一化球鏡值sph’smodi的小于或等于0.2的歸一化球鏡標準偏差的修改表面確保了修改表面在組合時受到的影響局限于希望的額外功能并且不完全改變初始表面的屈光功能。
根據本發(fā)明的實施例，針對所選擇的修改表面smodi中的每一個表面，歸一化球鏡值sph’i沿著歸一化修改表面的中心線的標準偏差小于或等于0.3、優(yōu)選地小于或等于0.2、例如小于或等于0.1。
有利的是，具有沿著中心線的小歸一化球鏡值sph’i允許修改表面影響均勻地圍繞該中心線的初始設計。
根據有待制造的眼科鏡片具有微雕刻物的本發(fā)明實施例，該中心線被定義為由這些微型雕刻物形成的線段的平分線，如圖5所示。
根據有待制造的眼科鏡片是單光眼科鏡片并且不具有微型雕刻物的本發(fā)明實施例中，該中心線被定義為在該眼科鏡片被佩戴者佩戴、被定位上主注視方向上時包含在豎直平面中的、并且穿過有待制造的眼科鏡片的光學中心的直線。
根據本發(fā)明的實施例，針對所選擇的修改表面smodi中的每一個表面，歸一化修改表面snmodi的、具有小于0.2的歸一化球鏡值sph’i的區(qū)域例如小于例如直徑為60mm的、以歸一化修改表面snmodi的初始坐標系的原點為中心的圓盤的總表面積的25％、例如小于15％。
有利的是，使歸一化修改表面snmodi的具有小于0.2的歸一化球鏡值sph’i的區(qū)域小將允許限制修改表面對初始設計的局部區(qū)域的影響。
針對每個歸一化修改表面snmodi，可以定義歸一化柱鏡值cyl’smodi。歸一化修改表面上在smodi的具有坐標(x，y，z)的點pij處的歸一化柱鏡值可以被定義為：
cylnsmod,i(x,y,z)是該歸一化修改表面snmodi上在snmodi的具有坐標(x，y)的點處的柱鏡，
max(cylnsmod,i)是該歸一化修改表面snmodi上的最大球鏡值，
min(cylnsmod,i)是該歸一化修改表面snmodi上的最小球鏡值。
根據本發(fā)明的實施例，針對所選擇的修改表面smodi中的每一個表面，歸一化修改表面snmodi上的歸一化柱鏡cyl’smodi的平均值小于或等于0.35、例如小于或等于0.3。
使歸一化修改表面snmodi上的歸一化柱鏡cyl’smodi的平均值小于或等于0.35允許對修改表面具有局部影響。
根據本發(fā)明的實施例，針對所選擇的修改表面smodi中的每一個表面，歸一化修改表面snmodi的、具有大于0.6的歸一化柱鏡值cyl’smodi的區(qū)域小于歸一化修改表面snmodi的總表面積的25％、例如小于15％。
有利的是，使歸一化修改表面snmodi的、具有大于0.6的歸一化柱鏡值cyl’smodi的區(qū)域小、小于25％，將允許限制修改表面該初始設計的局部區(qū)域的影響。
在定向步驟s3過程中，確定該第一坐標系和該第二坐標系的相對位置和定向。這樣的位置和定向可以例如通過將該第一和第二坐標系定位并且定向在第三共同的坐標系中來完成。
替代地，該位置和定向可以通過將該第一和第二坐標系中的一者定位并定向在另一者中來完成。例如，該第一坐標系被定位并定向在該第二坐標系中，或反之亦然。在組合步驟s4過程中，根據以下表達式：
有利的是，通過將初始表面與所選擇的修改表面中的至少一個表面組合，初始表面的屈光功能通過向該至少一個選擇修改表面添加屈光功能而被調整。
當通過使用第三共同的坐標系來完成定向步驟s3時，該組合可以是沿著所述第三坐標系的軸線進行添加。
當定向步驟s3沒有使用第三共同的坐標系時，該組合可以通過主軸線并且第一坐標中的至少一個點與第二坐標系的點相對應來連接第一和第二坐標系，沿著該主軸線進行所述添加。
根據本發(fā)明的實施例，在該組合步驟(s4)過程中，進一步向該初始表面sini添加復球面表面(st)以獲得該經功能化的眼科鏡片表面。根據實施例，在下加光的意義上沿著垂直于初始表面的方向添加復球面表面。
本發(fā)明的方法可以進一步包括在組合步驟之前的加權系數確定步驟，在該加權系數確定步驟過程中，基于眼科鏡片的佩戴者參數，例如基于佩戴者處方來確定加權系數αi的值是。
例如，可以考慮由佩戴者進行的眼睛和頭的移動的相對幅度。在美國專利us8,142,017中披露了一種用于測量這種相對幅度的方法。
例如，如果佩戴者傾向于主要移動他的眼睛，則應用于修改表面(擴寬了近視力區(qū)和遠視力區(qū))的權重增大，而佩戴者傾向于主要移動他的頭，則可以減小應用于修改表面的權重。
在確定加權系數αi時，可以進一步考慮佩戴者的活動。例如，向佩戴者提供活動清單。佩戴者在該活動清單中選擇他在使用眼科鏡片時最頻繁進行的活動。
針對所列出的每項活動，可以影響近視力與遠視力之間的預定加權系數。以下列出了活動和加權系數的實例：
-高爾夫：遠視力系數：0.25；近視力系數：0；
-縫紉：遠視力系數：0；近視力系數：0.33；
-駕駛：遠視力系數：0.5；近視力系數：0；
-使用智能手機：遠視力系數：0；近視力系數：0.25；
-看電視：遠視力系數：0.25；近視力系數：0.12。
為了確定擴寬近視力區(qū)和遠視力區(qū)的修改表面的加權系數，添加選擇的活動的每個加權系數。
有利的是，使該加權系數與佩戴者適配允許調整在組合步驟s4過程中一個或多個修改表面與初始表面相組合的效果。例如，如果佩戴者將其大部分時間花費在室外活動上，則可以向擴寬了遠視力區(qū)的修改表面應用高加權系數。如果佩戴者的下加光低，則可以對修改表面應用較低的加權系數以使得修改表面的影響與光學設計的光學焦度變化成比例。
根據本發(fā)明的實施例，其中，該眼科鏡片包括遠視力控制點(fv)和近視力控制點(nv)，
有利的是，使平均球鏡和柱鏡成sph(p3)<0.12并且cyl(p3)<0.12允許限制修改表面對初始表面、特別是對修改表面的處方的影響。
在本發(fā)明的意義上，附近被定義為包含在以控制點為中心、具有等于4mm的直徑的圓內的多個點。
另外，根據實施例，對于表面sigma的位于近視力控制點(nvp)附近的任何表面點(p4)而言，平均球鏡和柱鏡使得sph(p3)<0.12并且cyl(p3)<0.12。
如圖8上所展示的，本發(fā)明進一步涉及一種用于制造眼科鏡片的方法，該方法至少包括：
-眼科鏡片確定步驟sa，以及
-機加工步驟sb。
在該眼科鏡片確定步驟sa過程中，確定該眼科鏡片的表面并且確定該眼科鏡片的相對位置。根據本發(fā)明方法修改這些眼科鏡片表面中的至少一個表面的屈光功能。
在機加工步驟sb過程中，制造該眼科鏡片?？梢允褂萌魏我阎闹圃旒夹g來制造該眼科鏡片。
本發(fā)明進一步涉及一種被適配成用于實施根據本發(fā)明的方法的眼科鏡片計算設備。如圖9上所展示的，計算設備10至少包括：
-訂單請求接收裝置12，
-初始表面確定裝置14，
-修改表面提供裝置16，以及
-計算裝置18。
訂單請求接收裝置12被適配成用于接收眼科鏡片訂單請求，該訂單請求至少包括佩戴者的眼科處方以及要給所述眼科鏡片添加的至少一個額外功能。
可以在由以下各項組成的清單中選擇該額外功能：
-擴寬光學設計，
-修改內凹，
-擴寬近視力區(qū)，
-柔化光學設計，
-修改(減小或增大)漸進長度，
-擴寬遠視力區(qū)，
-將設計與眼鏡架設計相適配，
-擴寬中間視力，以及
-減小柱鏡的最大值。
初始表面確定裝置14被適配成用于基于該訂單請求來確定初始表面sini并且確定眼科鏡片的相對位置。
修改表面提供裝置16被適配成用于提供至少一個修改表面smodi以及至少一個非零加權系數αi，該至少一個非零加權系數與要給所述眼科鏡片添加的該至少一個希望的額外功能相對應。
計算裝置18被適配成用于將該初始表面sini和該至少一個修改表面smodi進行組合。
計算裝置18還可以被適配成用于確定與該初始表面相關聯的第一坐標系的、以及與該至少一個修改表面相關聯的第二坐標系的相對位置和定向。
根據圖9b上所展示的本發(fā)明實施例，計算設備10可以進一步包括通信裝置19，該通信裝置被適配成用于例如經由內聯網或因特網與至少一個遠程實體20通信以提供該修改表面smodi和/或對應的加權系數αi。
以下實例給出了修改表面的、以及修改表面的組合對初始表面的影響的實例。
實例1：偏側
根據實例1的修改表面旨在擴寬眼科鏡片一側上的光學設計。典型地，擴寬了在閱讀時使用最多的眼科鏡片的那側。針對慣用右手的佩戴者，這意味著擴寬了左眼科鏡片的鼻側上的光學設計。
發(fā)明人針對慣用右手的佩戴者開發(fā)了一種有待施加到左初始表面的修改表面。
圖10a至圖10c示出了這樣的修改表面的表面特征。
圖10a示出了沿著子午線由最小和最大球鏡曲線圍繞的平均球鏡曲線。這些x軸的刻度為屈光度，并且y軸以mm為單位給出了鏡片上的高度。
圖10b示出了具有相等平均球鏡的線，即，由多個點形成的線，針對這些點，該平均球鏡具有完全相同的值。x軸和y軸以mm為單位給出坐標。
圖10c使用與圖10b相同的軸線示出了具有相等柱鏡的線。
圖10d和圖10e示出了與圖10a至圖10c上所展示的修改表面相對應的歸一化修改表面snmod。
圖10d和圖10e都使用與圖10b相同的軸線來分別示出了具有相等平均球鏡的線和具有相等柱鏡的線。
圖11a至圖11c示出了漸進式眼科鏡片的初始表面中的表面特征，該漸進式眼科鏡片被配置成用于具有2屈光度的下加光的老花眼佩戴者。
圖11a示出了沿著子午線由最小和最大球鏡曲線圍繞的平均球鏡曲線。這些x軸的刻度為屈光度，并且y軸以mm為單位給出了鏡片上的高度。
圖11b示出了具有相等平均球鏡的線，即，由多個點形成的線，針對這些點，該平均球鏡具有完全相同的值。x軸和y軸分別沿著水平方向和豎直方向以mm為單位給出該高度。
圖11c使用與圖11b相同的軸線示出了具有相等柱鏡的線。
圖12a至圖12c示出了通過將圖10a至圖10c上所示的修改表面與圖11a至圖11c上所示的初始表面相組合而獲得的光學表面的表面特征。
圖12a示出了沿著子午線由最小和最大球鏡曲線圍繞的平均球鏡曲線。這些x軸的刻度為屈光度，并且y軸以mm為單位給出了鏡片上的高度。
圖12b示出了具有相等平均球鏡的線，即，由多個點形成的線，針對這些點，該平均球鏡具有完全相同的值。
這些x軸的刻度為屈光度，并且y軸以mm為單位給出了鏡片上的高度。
圖12c使用與圖12b相同的軸線示出了具有相等柱鏡的線。
如在將初始表面的光學特與經修改的光學表面的光學特征進行比較時所觀察到的，平均球鏡和柱鏡分布僅在近視力控制點的鼻側上的區(qū)域中被擴寬、而在其他區(qū)域中不變。
因此，通過將圖10a至圖10c所示的修改表面與初始表面相組合，可以向初始表面的光學設計添加偏側特征而無需進行新的光學優(yōu)化。
實例2：內凹
根據實例2的修改表面旨在修改初始光學設計的內凹。發(fā)明人開發(fā)了以下修改表面，該修改表面有待施加到經優(yōu)化的多焦點眼科鏡片的后表面上以便使近視力(近視力內凹修改)區(qū)的設計移位而無需修改平均屈光力和散光分布。
圖13a至圖13c示出了被適配成用于將內凹從2.5mm修改為5mm的這樣的修改表面的表面特征。
圖13a示出了沿著子午線的屈光力。這些x軸的刻度為屈光度，并且y軸以度數為單位給出了該高度。
圖13b示出了具有相等平均球鏡的線，即，由多個點形成的線，針對這些點，該平均球鏡具有彎曲相同的值。x軸和y軸分別沿著水平方向和豎直方向以mm為單位給出該高度。圖13c使用與圖13b相同的軸線示出了具有相等柱鏡的線。
圖13d和圖13e示出了與圖13a至圖13c所展示的修改表面相對應的歸一化修改表面snmod。圖13d和圖13e都使用與圖13b相同的軸線來分別示出了具有相等平均球鏡的線和具有相等柱鏡的線。
圖14a至圖14c示出了初始漸進式鏡片的光學特征，該初始漸進式鏡片被配置成用于具有2屈光度的下加光和2.5mm(即5°)的內凹的普通處方的佩戴者。
圖14a示出了沿著子午線的屈光力。這些x軸的刻度為屈光度，并且y軸以度數為單位給出了該高度。
圖14b示出了具有相等屈光力的線，即，由多個點形成的線，針對這些點，屈光力具有完全相同的值。x軸和y軸分別給出角度[α]和[β]。
圖14c使用相同的軸線示出了具有相等散光的線。
圖15a至圖15c示出了通過將圖13a至圖13c上所示的修改表面與圖14a至圖14c上所示的鏡片的初始前表面相組合而獲得的光學鏡片的光學特征。
圖15a示出了沿著子午線的屈光力。這些x軸的刻度為屈光度，并且y軸以度數為單位給出了該高度。
圖15b示出了具有相等屈光力的線，即，由多個點形成的線，針對這些點，屈光力具有完全相同的值。該x軸和y軸分別給出角度[α]和[β]。
圖15c使用相同的軸線示出了具有相等散光的線。
如圖15a至圖15c上所示，經修改的光學表面具有5mm的內凹并且屈光力和散光分布緊靠初始表面中的屈光力和散光分布。
實例3：擴寬近視力區(qū)
根據實例3的修改表面旨在擴寬初始多焦點眼科鏡片設計的近視力區(qū)。
發(fā)明人開發(fā)了以下修改表面：該修改表面有待施加到經優(yōu)化的多焦點眼科鏡片(例如，前面表面)的這些表面之一以便擴寬近視力區(qū)域而不修改其余部分的平均球鏡和柱鏡分布。
圖16a至圖16c示出了這樣的修改表面的表面特征。
圖16a示出了沿著子午線由最小和最大球鏡曲線圍繞的平均球鏡曲線。這些x軸的刻度為屈光度，并且y軸以mm為單位給出了鏡片上的高度。圖16b示出了具有相等平均球鏡的線，即，由多個點形成的線，針對這些點，該平均球鏡具有完全相同的值。x軸和y軸分別沿著水平方向和豎直方向以mm為單位給出該高度。
圖16c使用與圖16b相同的軸線示出了具有相等柱鏡的線。
圖16d和圖16e示出了與圖16a至圖16c所展示的修改表面相對應的歸一化修改表面snmod。圖16d和圖16e都使用與圖16b相同的軸線來分別示出了具有相等平均球鏡的線和具有相等柱鏡的線。
圖17a至圖17c示出了漸進式眼科鏡片的初始表面的表面特征，該漸進式眼科鏡片被配置成用于具有2屈光度的下加光的老花眼佩戴者。
圖17a示出了沿著子午線由最小和最大球鏡曲線圍繞的平均球鏡曲線。這些x軸的刻度為屈光度，并且y軸以mm為單位給出了鏡片上的高度。
圖17b示出了具有相等平均球鏡的線，即由多個點形成的線，針對這些點，該平均球鏡具有完全相同的值。x軸和y軸分別沿著水平方向和豎直方向以mm為單位給出該高度。圖17c使用與圖17b相同的軸線示出了具有相等柱鏡的線。
圖18a至圖18c示出了通過將圖16a至圖16c上所示的修改表面與圖17a至圖17c上所示的初始表面相組合而獲得的光學表面的表面特征。
圖18a示出了沿著子午線由最小和最大球鏡曲線圍繞的平均球鏡曲線。這些x軸的刻度為屈光度，并且y軸以mm為單位給出了鏡片上的高度。
圖18b示出了具有相等平均球鏡的線，即，由多個點形成的線，針對這些點，該平均球鏡具有完全相同的值。x軸和y軸分別沿著水平方向和豎直方向以mm為單位給出該高度。圖18c使用與圖18b相同的軸線示出了具有相等柱鏡的線。
如在將初始表面的光學特征與經修改的光學表面的光學特征進行比較時所觀察到的，平均球鏡和柱鏡分布僅在近視覺力中被擴寬、而在其他區(qū)域中不變。
因此，通過將圖16a至圖16c所示的修改表面與初始表面相組合，可以向初始表面的光學設計添加偏側特征而無需進行新的光學優(yōu)化。
實例4：柔化
根據實例4的修改表面旨在柔化初始多焦點眼科鏡片設計。
發(fā)明人開發(fā)了以下修改表面：該修改表面有待施加到經優(yōu)化的多焦點眼科鏡片的這些表面之一(例如，正面表面)以便柔化初始多焦點眼科鏡片設計而不修改其余部分的平均球鏡和柱鏡分布。
圖19a至圖19c示出了這樣的修改表面的表面特征。
圖19a示出了沿著子午線由最小和最大球鏡曲線圍繞的平均球鏡曲線。這些x軸的刻度為屈光度，并且y軸以mm為單位給出了鏡片上的高度。
圖19b示出了具有相等平均球鏡的線，即，由多個點形成的線，針對這些點，該平均球鏡具有完全相同的值。x軸和y軸分別沿著水平方向和豎直方向以mm為單位給出該高度。圖19c使用與圖19b相同的軸線示出了具有相等柱鏡的線。
圖19d和圖19e示出了與圖19a至圖19c所展示的修改表面相對應的歸一化修改表面snmod。圖19d和圖19e都使用與圖19b相同的軸線來分別示出了具有相等平均球鏡的線和具有相等柱鏡的線。
圖20a至20c示出了漸進式眼科鏡片的初始表面的表面特征，該漸進式眼科鏡片被配置成用于具有2屈光度的下加光的老花眼佩戴者。
圖20a示出了沿著子午線由最小和最大球鏡曲線圍繞的平均球鏡曲線。這些x軸的刻度為屈光度，并且y軸以mm為單位給出了鏡片上的高度。圖20b示出了具有相等平均球鏡的線，即，由多個點形成的線，針對這些點，該平均球鏡具有完全相同的值。x軸和y軸分別沿著水平方向和豎直方向以mm為單位給出該高度。圖20c使用與圖20b相同的軸線示出了具有相等柱鏡的線。
圖21a至圖21c示出了通過將圖19a至圖19c上所示的修改表面與圖20a至圖20c上所示的初始表面相組合而獲得的光學表面的表面特征。
圖21a示出了沿著子午線由最小和最大球鏡曲線圍繞的平均球鏡曲線。這些x軸的刻度為屈光度，并且y軸以mm為單位給出了鏡片上的高度。圖21b示出了具有相等平均球鏡的線，即，由多個點形成的線，針對這些點，該平均球鏡具有完全相同的值。x軸和y軸分別沿著水平方向和豎直方向以mm為單位給出該高度。圖21c使用與圖21b相同的軸線示出了具有相等柱鏡的線。
如在將經修改的光學表面的光學特征與初始表面的光學特征進行比較時所觀察到的，平均球鏡和柱鏡分布僅在近視覺力中被擴寬、而在其他區(qū)域中不變。
因此，通過將圖19a至圖19c所示的修改表面與初始表面相組合，可以柔化初始表面的光學設計而無需進行新的光學優(yōu)化。
實例5：減小漸進長度
根據實例5的修改表面旨在減小漸進式眼科鏡片設計的漸進長度。技術人員可以將該實例適配成用于例如通過使用相同的修改表面乘以負的系數來增大漸進長度。
發(fā)明人開發(fā)了以下修改表面：該修改表面有待施加到經優(yōu)化的多焦點眼科鏡片(例如前面表面)的這些表面之一以便縮短初始多焦點眼科鏡片設計而不嚴重干擾平均球鏡和柱鏡分布。
圖22a至圖22c示出了這樣的修改表面的表面特征。
圖22a示出了沿著子午線由最小和最大球鏡曲線圍繞的平均球鏡曲線。這些x軸的刻度為屈光度，并且y軸以mm為單位給出了鏡片上的高度。圖22b示出了具有相等平均球鏡的線，即，由多個點形成的線，針對這些點，該平均球鏡具有完全相同的值。x軸和y軸分別沿著水平方向和豎直方向以mm為單位給出該高度。
圖22c使用與圖22b相同的軸線示出了具有相等柱鏡的線。
圖22d和圖22e示出了與圖22a至圖22c上所示的修改表面相對應的歸一化修改表面snmod，即，最佳復球面表面已經被減去的修改表面。圖22d和圖22e都使用與圖22b相同的軸線來分別示出了具有相等平均球鏡的線和具有相等柱鏡的線。
圖23a至圖23c示出了漸進式眼科鏡片的初始表面的表面特征，該漸進式眼科鏡片被配置成用于具有2屈光度的下加光的老花眼佩戴者。
圖23a示出了沿著子午線由最小和最大球鏡曲線圍繞的平均球鏡曲線。這些x軸的刻度為屈光度，并且y軸以mm為單位給出了鏡片上的高度。圖23b示出了具有相等平均球鏡的線，即，多個點形成的線，針對這些點，該平均球鏡具有完全相同的值。x軸和y軸分別沿著水平方向和豎直方向以mm為單位給出該高度。圖23c使用與圖23b相同的軸線示出了具有相等柱鏡的線。
圖24a至圖24c示出了通過將圖22a至圖22c上所示的修改表面與圖23a至圖23c上所示的初始表面相組合而獲得的光學表面的表面特征。
圖24a示出了沿著子午線由最小和最大球鏡曲線圍繞的平均球鏡曲線。這些x軸的刻度為屈光度，并且y軸以mm為單位給出了鏡片上的高度。
圖24b示出了具有相等平均球鏡的線，即，由多個點形成的線，針對這些點，該平均球鏡具有完全相同的值。x軸和y軸分別沿著水平方向和豎直方向以mm為單位給出該高度。圖24c使用與圖24b相同的軸線示出了具有相等柱鏡的線。
如在將經修改的光學表面的光學特征與初始表面的光學特征進行比較時所觀察到的，漸進長度已經從17mm減小為14mm、而在其他區(qū)域中不變。
因此，通過將圖23a至圖23c所示的修改表面與初始表面相組合，可以減小初始表面的光學設計的漸進長度而無需進行新的光學優(yōu)化。
實例6：擴寬遠視力區(qū)
根據實例6的修改表面旨在擴寬初始多焦點眼科鏡片設計的遠視力區(qū)。
發(fā)明人開發(fā)了以下修改表面：該修改表面有待施加到經優(yōu)化的多焦點眼科鏡片的這些表面之一(例如，正面表面)以便擴寬遠視力區(qū)而不修改其余部分的平均屈光力和散光分布。
圖25a至25c示出了這樣的修改表面的表面特征。
圖25a示出了沿著子午線由最小和最大球鏡曲線圍繞的平均球鏡曲線。這些x軸的刻度為屈光度，并且y軸以mm為單位給出了鏡片上的高度。圖25b示出了具有相等平均球鏡的線，即由多個點形成的線，針對這些點，該平均球鏡具有完全相同的值。x軸和y軸分別沿著水平方向和豎直方向以mm為單位給出該高度。
圖25c使用與圖25b相同的軸線示出了具有相等柱鏡的線。
圖25d和圖25e示出了與圖25a至圖25c所展示的修改表面相對應的歸一化修改表面snmod。圖25d和圖13e都使用與圖25b相同的軸線來分別示出了具有相等平均球鏡的線和具有相等柱鏡的線。
圖26a至圖26c示出了漸進式眼科鏡片的初始表面的表面特征，該漸進式眼科鏡片被配置成用于具有2屈光度的下加光的老花眼佩戴者。
圖26a示出了沿著子午線由最小和最大球鏡曲線圍繞的平均球鏡曲線。這些x軸的刻度為屈光度，并且y軸以mm為單位給出了鏡片上的高度。圖26b示出了具有相等平均球鏡的線，即，由多個點形成的線，針對這些點，該平均球鏡具有完全相同的值。x軸和y軸分別沿著水平方向和豎直方向以mm為單位給出該高度。圖26c使用與圖26b相同的軸線示出了具有相等柱鏡的線。
圖27a至圖27c示出了通過將圖25a至圖25c上所示的修改表面與圖26a至圖26c上所示的初始表面相組合而獲得的光學表面的表面特征。
圖27a示出了沿著子午線由最小和最大球鏡曲線圍繞的平均球鏡曲線。這些x軸的刻度為屈光度，并且y軸以mm為單位給出了鏡片上的高度。
圖27b示出了具有相等平均球鏡的線，即，由多個點形成的線，針對這些點，該平均球鏡具有相同的值。x軸和y軸分別沿著水平方向和豎直方向以mm為單位給出該高度。圖27c使用與圖27b相同的軸線示出了具有相等柱鏡的線。
如在將經修改的光學表面的光學特征與初始表面的光學特征進行比較時所觀察到的，平均球鏡和柱鏡分布僅在遠視力區(qū)中被擴寬、而在其他區(qū)域中不變。
因此，通過將圖25a至圖25c所示的修改表面與初始表面相組合，可以擴寬初始表面的光學設計的遠視力區(qū)而無需進行新的光學優(yōu)化。
實例7：考慮安裝參數
根據實例7的修改表面旨在將初始多焦點眼科鏡片設計與眼科鏡片在選擇的眼鏡架中的安裝參數相適配。可以考慮的安裝參數包括包角、全視角、以及眼睛到鏡片的距離。
根據實例7的修改表面旨在考慮包角。發(fā)明人已經開發(fā)了以下修改表面：該修改表面有待施加到經優(yōu)化的多焦點眼科鏡片的后表面上，該眼科鏡片旨在以15°的包角來安裝以便獲得與以0°的包角來安裝該經優(yōu)化的多焦點眼科鏡片時相同的光學效果。
圖28a至圖28c示出了被適配成用于補償15°包角的這樣的修改表面的表面特征。
圖28a示出了沿著子午線由最小和最大球鏡曲線圍繞的平均球鏡曲線。這些x軸的刻度為屈光度，并且y軸以mm為單位給出了鏡片上的高度。
圖28b示出了具有相等平均球鏡的線，即，由多個點形成的線，針對這些點，該平均球鏡具有完全相同的值。x軸和y軸分別沿著水平方向和豎直方向以mm為單位給出該高度。
圖28c使用與圖28b相同的軸線示出了具有相等柱鏡的線。
圖28d和圖28e示出了與圖28a至圖28c所展示的修改表面相對應的歸一化修改表面snmod。圖28d和圖28e都使用與圖28b相同的軸線來分別示出了具有相等平均球鏡的線和具有相等柱鏡的線。
圖29a至圖29c示出了漸進式眼科鏡片的初始表面的表面特征，該漸進式眼科鏡片被配置成用于具有2屈光度的下加光的老花眼佩戴者。
圖29a示出了沿著子午線由最小和最大球鏡曲線圍繞的平均球鏡曲線。這些x軸的刻度為屈光度，并且y軸以mm為單位給出了鏡片上的高度。圖29b示出了具有相等平均球鏡的線，即，由多個點形成的線，針對這些點，該平均球鏡具有完全相同的值。這些x軸的刻度為屈光度，并且y軸以mm為單位給出了鏡片上的高度。
圖29c使用與圖29b相同的軸線示出了具有相等柱鏡的線。
圖29d至圖29f示出了初始漸進式鏡片的光學特征，該初始漸進式鏡片被配置成用于具有2屈光度的下加光以及0°包角的普通處方的佩戴者。
圖29d示出了沿著子午線的屈光力。這些x軸的刻度為屈光度，并且y軸以度數為單位給出了該高度。
圖29e示出了具有相等屈光力的線，即，由多個點形成的線，針對這些點，屈光力具有完全相同的值。該x軸和y軸分別給出角度[α]和[β]。
圖29f使用相同的軸線示出了具有相等散光的線。
圖30a至圖30c示出了通過將圖28a至圖28c上所示的修改表面與圖29a至圖29c上所示的鏡片的初始前表面相組合而獲得的光學鏡片的光學特征。圖30a至圖30c上所示的光學特征是在包角為15°的情況下獲得的。
圖30a示出了沿著子午線的屈光力。這些x軸的刻度為屈光度，并且y軸以度數為單位給出了該高度。
圖30b示出了具有相等屈光力的線，即，由多個點形成的線，針對這些點,屈光力具有完全相同的值。該x軸和y軸分別給出角度[α]和[β]。
圖30c使用相同的軸線示出了具有相等散光的線。
如在將圖29d至圖29f上所示的初始漸進式鏡片的、與具有0°包角的初始表面相對應的光學特征與圖30a至圖30c上所示的初始漸進式鏡片的、與具有15°包角的修改表面相對應的光學特征進行比較時所觀察到的，盡管包角不同，但是這兩者的光學特性非常相似。
因此，通過將圖29a至圖29c的初始表面與圖28a至圖28c的修改表面相組合，在以15°包角安裝光學鏡片時獲得的光學特征可以類似于通過初始表面獲得(沒有與修改表面相組合)并且以0°包角安裝的光學鏡片獲得的光學特征。
實例8：擴寬中間視力區(qū)
根據實例8的修改表面旨在擴寬初始多焦點眼科鏡片設計的中間視力區(qū)。
發(fā)明人開發(fā)了以下修改表面：該修改表面有待施加到經優(yōu)化的多焦點眼科鏡片(例如前面表面)的這些表面之一以便擴寬中間視力區(qū)而不修改其余部分的平均屈光力和散光分布。
圖31a至圖31c示出了這樣的修改表面的表面特征。
圖31a示出了沿著子午線由最小和最大球鏡曲線圍繞的平均球鏡曲線。這些x軸的刻度為屈光度，并且y軸以mm為單位給出了鏡片上的高度。
圖31b示出了具有相等平均球鏡的線，即，由多個點形成的線，針對這些點，該平均球鏡具有完全相同的值。x軸和y軸分別沿著水平方向和豎直方向以mm為單位給出該高度。
圖31c使用與圖31b相同的軸線示出了具有相等柱鏡的線。
圖31d和圖31e示出了與圖31a至圖31c所展示的修改表面相對應的歸一化修改表面snmod。圖31d和圖31e都使用與圖31b相同的軸線來分別示出了具有相等平均球鏡的線和具有相等柱鏡的線。
圖32a至圖32c示出了漸進式眼科鏡片的初始表面的表面特征，該漸進式眼科鏡片被配置成用于具有2屈光度的下加光的老花眼佩戴者。
圖32a示出了沿著子午線由最小和最大球鏡曲線圍繞的平均球鏡曲線。這些x軸的刻度為屈光度，并且y軸以mm為單位給出了鏡片上的高度。圖32b示出了具有相等平均球鏡的線，即，由多個點形成的線，針對這些點，該平均球鏡具有完全相同的值。x軸和y軸分別沿著水平方向和豎直方向以mm為單位給出該高度。圖32c使用與圖32b相同的軸線示出了具有相等柱鏡的線。
圖33a至圖33c示出了通過將圖31a至圖31c上所示的修改表面與圖32a至圖32c上所示的初始表面相組合而獲得的光學表面的表面特征。
圖33a示出了沿著子午線由最小和最大球鏡曲線圍繞的平均球鏡曲線。這些x軸的刻度為屈光度，并且y軸以mm為單位給出了鏡片上的高度。圖33b示出了具有相等平均球鏡的線，即，由多個點形成的線，針對這些點，該平均球鏡具有完全相同的值。x軸和y軸分別沿著水平方向和豎直方向以mm為單位給出該高度。圖33c使用與圖33b相同的軸線示出了具有相等柱鏡的線。
如在將經修改的光學表面的光學特征與初始表面的光學特征進行比較時所觀察到的，平均球鏡和柱鏡分布僅在中間視力區(qū)中被擴寬、而在其他區(qū)域中不變。
因此，通過將圖31a至圖31c所示的修改表面與初始表面相組合，可以擴寬初始表面的光學設計的中間視力區(qū)而無需進行新的光學優(yōu)化。
實例9：減小最大柱鏡值
根據實例9的修改表面旨在減小初始多焦點眼科鏡片設計的最大柱鏡值。
發(fā)明人開發(fā)了以下修改表面：該修改表面有待施加到經優(yōu)化的多焦點眼科鏡片的這些表面之一(例如，正面表面)以便減小最大柱鏡值而不修改其余部分的平均屈光力和散光分布。
圖34a和圖34c示出了這樣的修改表面的表面特征。
圖34a示出了沿著子午線由最小和最大球鏡曲線圍繞的平均球鏡曲線。這些x軸的刻度為屈光度，并且y軸以mm為單位給出了鏡片上的高度。
圖34b示出了具有相等平均球鏡的線，即，由多個點形成的線，針對這些點，該平均球鏡具有完全相同的值。x軸和y軸分別沿著水平方向和豎直方向以mm為單位給出該高度。
圖34c使用與圖34b相同的軸線示出了具有相等柱鏡的線。
圖34d和圖34e示出了與圖34a至圖圖34c所展示的修改表面相對應的歸一化修改表面snmod。圖34d和圖34e都使用與圖34b相同的軸線來分別示出了具有相等平均球鏡的線和具有相等柱鏡的線。
圖35a至圖35c示出了漸進式眼科鏡片的初始表面的表面特征，該漸進式眼科鏡片被配置成用于具有2屈光度的下加光的老花眼佩戴者。
圖35a示出了沿著子午線由最小和最大球鏡曲線圍繞的平均球鏡曲線。這些x軸的刻度為屈光度，并且y軸以mm為單位給出了鏡片上的高度。圖35b示出了具有相等平均球鏡的線，即，由多個點形成的線，針對這些點，該平均球鏡具有相同的值。x軸和y軸分別沿著水平方向和豎直方向以mm為單位給出該高度。圖35c使用與圖35b相同的軸線示出了具有相等柱鏡的線。
圖36a至36c示出了通過將圖34a至圖34c上所示的修改表面與圖35a至圖35c上所示的初始表面相組合而獲得的光學表面的表面特征。
圖36a示出了沿著子午線由最小和最大球鏡曲線圍繞的平均球鏡曲線。這些x軸的刻度為屈光度，并且y軸以mm為單位給出了鏡片上的高度。圖36b示出了具有相等平均球鏡的線，即，由多個點形成的線，針對這些點，該平均球鏡具有相同的值。x軸和y軸分別沿著水平方向和豎直方向以mm為單位給出該高度。圖36c使用與圖36b相同的軸線示出了具有相等柱鏡的線。
如在將經修改的光學表面的光學特征與初始表面的光學特征進行比較時所觀察到的，最大柱鏡值已經減小、而基本上沒有改變柱鏡和平均球鏡分布。
因此，通過將圖33a至圖33c所示的修改表面與初始表面相組合，可以減小最大柱鏡值而無需進行新的光學優(yōu)化。
表1報告了歸一化表面上的平均柱鏡、歸一化修改表面的歸一化球鏡標準偏差、歸一化修改表面snmodi上具有大于0.6的歸一化柱鏡值cyl’smodi的區(qū)域、以及歸一化修改表面snmodi的、具有小于0.2的歸一化球鏡值sph’i的區(qū)域。
表1
如表1所指示的，在根據本發(fā)明的方法的修改表面選擇步驟s2過程中可以選擇實例1至9的所有修改表面。
對于參考了以上說明的實施例的本領域技術人員來說，還可以提出很多另外的修改和變化，這些實施例僅以實例方式給出，無意限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍僅由所附權利要求書予以限定。
在權利要求書中，詞“包括”并不排除其他的元件或步驟，并且不定冠詞“一個/一種(a/an)”并不排除復數。不同的特征在相互不同的從屬權利要求中被敘述這個單純的事實并不表示不能有利地使用這些特征的組合。權利要求書中的任何參考符號都不應當被解釋為限制權利要求集中所限定的本發(fā)明的范圍。
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